《桥涵水文》课程教学大纲

1、桥涵水文教学大纲一、课程基本情况英文名称：Hydrology of Bridge and Culvert课程编号：F091760032032总 学 时：32 讲课学时：32 实践学时：0总 学 分：2课程性质：必修考核方式：考试适用对象：土木工程专业（道路桥梁工程方向）先修课程：材料力学参考文献：水力学与桥涵水文（第二版），叶镇国，人民交通出版社，2016桥涵水力水文（第二版），杨斌，西南交大出版社，2014桥涵水文（第五版），高冬光，人民交通出版社，2016二、课程目标本课程是道路桥梁与渡河工程专业的专业基础课，是一门实用性较强的课程。该课程涉及水力学、水文学、桥涵水力水文计算等相关知识。通

2、过本课程的学习，使学生达到如下课程目标：1能够解释水力学的基本概念、基本原理及基本计算方法。 支撑毕业要求1-42能够识别常见水流现象，能够应用桥涵工程中一般水力学问题的基本计算方法。支撑毕业要求2-4,3-23能够描述水文现象的特点和一般规律，能够叙述与工程水文有关的基本概念、基本原理、基本方法，并进行相关分析。 支撑毕业要求3-1,3-24能够区别不同资料情况下设计流量及水位的推算方法；能够说明桥梁孔径及桥面标高的确定方法。 支撑毕业要求3-2表1 本课程对毕业要求及其指标点的支撑课程目标课程目标支撑的毕业要求指标点支撑强度课程目标对应的知识单元课程目标11-4：能够针对一个复杂土木工程问

3、题提出若干解决方案（或计算模型），并进行对比分析，以期获得最佳的解决方案或最合理的计算模型。强支撑知识单元一四课程目标22-4：能够运用土木工程基本原理，借助文献研究，分析复杂工程问题的影响因素，获得有效结论。强支撑知识单元二、三、五3-2：能够针对复杂的土木工程问题，利用设计原则进行结构体系的设计，并能够完成施工工艺流程及方案的设计。强支撑课程目标33-1：掌握土木工程设计的知识、方法和技术,能够设计满足土木工程特定需求的构件、节点、构造。强支撑知识单元六、七3-2：能够针对复杂的土木工程问题，利用设计原则进行结构体系的设计，并能够完成施工工艺流程及方案的设计。强支撑课程目标43-2：能够针

4、对复杂的土木工程问题，利用设计原则进行结构体系的设计，并能够完成施工工艺流程及方案的设计。强支撑知识单元八、九三、教学内容、教学方法和手段、学时分配知识单元一：绪论 支撑课程目标1（建议2学时）教与学要求：本知识单元要求学生能阐明水力学与桥涵水文课程的学习目的和任务、液体（主要是水）的主要物理性质，能辨析液体在运动时所起的作用。教与学方法：讲授知识点1：水力学与桥涵水文的性质与任务 主要内容：水力学与桥涵水文的性质与任务、水力学与桥涵水文的研究方法。知识点2：液体的主要物理性质主要内容：液体的惯性、黏滞性（重点）、压缩性、表面张力。知识点3：作用在液体上的力 主要内容：表面力、质量力（重点）。

5、知识单元二：水静力学 支撑课程目标1、2（建议4学时）教与学要求：本知识单元要求学生能阐明静水压强的定义及其特性、液体平衡微分方程的物理意义和等压面的概念、水静力学基本方程及其各个物理量所表示的含义、静水压强的表示方法、静水压强分布特征，能利用公式进行平面和曲面受压壁静水总压力的计算。教与学方法：讲授知识点1：静水压强及其特性 主要内容：静水压强、静水压强的特性。知识点2：静水压强分布规律主要内容：液体平衡微分方程、等压面。知识点3：重力作用下水静力学基本方程 主要内容：水静力学基本方程，绝对压强、相对压强、真空值、静水压强分布图、水静力学基本方程各物理量的意义。知识点4：平面壁上的静水总压力

6、主要内容：静水总压力计算、作用点位置计算。知识点5：曲面壁上的静水总压力 主要内容：静水总压力及其分力，压力体。知识单元三：水动力学基础知识 支撑课程目标1、2（建议6学时）教与学要求：本知识单元要求学生能阐明液体运动的基本概念，能阐述恒定流的连续性方程、能量方程和动量方程的应用条件，能利用恒定总流的能量方程和动量方程对实际问题进行计算。教与学方法：讲授知识点1：液体运动的基本概念 主要内容：描述液体运动的两种方法、欧拉法的基本概念、液流的分类。知识点2：恒定流连续性方程 主要内容：元流连续性方程、总流连续性方程。知识点3：恒定元流能量方程 主要内容和要求：理想液体元流能量方程、实际液体元流能

7、量方程。知识点4：实际液体恒定总流能量方程 主要内容：恒定总流能量方程、总流能量方程应用要点。知识点5：恒定总流动量方程 主要内容：总流动量方程、动量方程应用要点。知识单元四：水流阻力与水头损失 支撑课程目标1（建议6学时）教与学要求：本知识单元要求学生能阐明水流阻力与水头损失的类型，能阐述液体运动的两种流动型态（层流和紊流）的特征及其判别标准（临界雷诺数），能利用相关公式计算沿程水头损失和局部水头损失，能进行短管的水力计算。教与学方法：讲授知识点1：水流阻力与水头损失的类型主要内容：沿程阻力与局部阻力、沿程水头损失与局部水头损失。知识点2：液体运动的两种流动型态层流和紊流主要内容：雷诺实验、

8、层流和紊流的概念、层流和紊流的判别准则。知识点3：沿程水头损失计算 主要内容：均匀流基本方程、沿程水头损失计算的通用公式。知识点4：圆管层流沿程阻力系数主要内容：圆管层流的流速分布、圆管层流的沿程阻力系数。知识点5：圆管紊流沿程阻力系数主要内容：紊流特征、紊流流速分布、圆管紊流沿程阻力系数。知识点6：局部水头损失计算 主要内容：局部水头损失计算公式、局部阻力系数。知识点7：短管的水力计算主要内容：有压管路的类型、长管与短管、短管水力计算能量方程应用。知识单元五：明渠水流 支撑课程目标2（建议6学时）教与学要求：本知识单元要求学生能辨析明渠均匀流的水力特性、产生的条件，能阐明明渠均匀流的基本公式

9、和明渠水力最佳断面的概念，能阐述新建渠道的设计思想、设计方法和对已建成的渠道进行校核，能辨析明渠非均匀流的产生条件、水力特性、明渠非均匀流水力现象的类型，能阐述明渠流的三种水流状态的判别方法，阐明水跃和水跌的基本概念、水跃的水力计算内容和方法，能进行棱柱形渠道恒定渐变流水面曲线的定性分析。教与学方法：讲授知识点1：明渠均匀流特性及及明渠均匀流基本公式 主要内容：明渠几何特征、棱柱形渠道与非棱柱形渠道、渠道容许流速、明渠均匀流水力特性及产生条件、明渠均匀流基本公式、明渠水力最佳断面。知识点2：明渠均匀流水力计算基本问题主要内容：梯形和矩形断面渠道水力计算、复式断面渠道水力计算。知识点3：明渠非均

10、匀流 主要内容：明渠非均匀流的产生条件及水力特征、明渠非均匀流水力现象的类型、局部干扰微波传播特性及水流状态类型。知识点4：明渠非均匀流三种水流状态的判别主要内容：佛汝德数、断面比能、临界水深与临界底坡。知识点5：明渠急变流 主要内容：水跌现象、水跃现象及类型、完整水跃的基本方程、水跃的水力计算、水跃与下游的衔接方式。知识点6：明渠恒定渐变流水面曲线定性分析 主要内容：明渠恒定渐变流基本微分方程、棱柱形渠道水面曲线定性分析公式、水面曲线定性分析、水面曲线变化的基本规律。知识单元六：河流概论 支撑课程目标3（建议2学时）教与学要求：本知识单元要求学生能阐明河流的形成和基本特征、桥位设计中河段的分

11、类，阐述流域的概念及流域面积的确定方法，能阐明河川径流的形成过程及影响因素、泥沙运动和河床演变的机理，能阐明水文资料的收集、整理方法、以及资料的审查与分析方法。教与学方法：讲授知识点1：河川水文 主要内容：河川水文现象的特点，河流的基本特征、河段分类、河川径流及其形成、河川水文资料的收集与整理方法。知识点2：河流的泥沙运动与河床演变主要内容：泥沙的主要特征、泥沙运动的形式、河床演变及机理（重点）。知识单元七：水文统计的基本原理与方法 支撑课程目标3（建议2学时）教与学要求：本知识单元要求学生阐明水文统计的基本概念、原理和方法，阐述经验累积频率曲线和理论累积频率曲线的概念及绘制方法。教与学方法：

12、讲授知识点1：水文统计的基本概念 主要内容：累积频率、重现期、设计洪水频率（重点）。知识点2：频率曲线 主要内容：经验频率曲线、理论频率曲线与统计参数（重点）。知识点3：相关分析及其应用 主要内容：现行频率分析方法及相关分析。知识单元八：桥涵设计流量与水位推算 支撑课程目标4（建议2学时）教与学要求：本知识单元要求学生阐明桥位断面设计流量、设计水位的推算方法。教与学方法：讲授知识点1：按实测流量资料推算 主要内容：设计洪峰流量或水位推算方法（重点）。知识点2：按洪水调查资料推算 主要内容：洪水流量推算方法、洪峰流量重现期的确定、设计洪峰流量的推算。知识点3：按暴雨资料推算主要内容：暴雨洪峰流量

13、公式的基本形式、暴雨洪峰流量的实用公式推理公式。知识点4：桥位断面设计流量和设计水位推算 主要内容：桥位断面设计流量和设计水位的换算方法。知识单元九：大中桥位勘测设计 支撑课程目标4（建议2学时）教与学要求：本知识单元要求学生能阐明桥孔最小净长Lj的计算方法、桥面中心最低高程的计算方法，能进行桥前最大壅水高度、桥下壅水高度的基本计算。教与学方法：讲授知识点1：桥位选择与桥位勘测主要内容：桥位选择的一般要求、桥位选择的地形要求、桥位测量。知识点2：桥孔参数计算主要内容：桥孔长度计算（重点）、桥面高程计算。知识点3：调治工程主要内容：调治构造物的类型、调治构造物的布设。四、实践教学环节无五、成绩构成和评价方法1.成绩构成总分100分，其中操行成绩占10分、课后作业及平时测验成绩占20分、期末成绩占70分，60分为及格线。（1）操行成绩。主要考核遵守纪律、课堂表现等方面，6分及格线，不及格者课程成绩为零。（2）课